潜水贯流泵装置水力特性及压力脉动研究
发布时间：2021-05-27 10:53
潜水贯流泵是将潜水电机与轴流泵同轴连接的机电一体化产品。其结构非常紧凑,灯泡体小,重量轻,减小了支撑压力的同时也有利于绕流。同时该泵型还具有良好的抗噪性,在研制过程中,解决了电机散热、绝缘、密封及自动排液等方面的技术问题。是一种适用于大流量、低扬程灌溉或排涝泵站的新型泵型。装有潜水贯流泵的泵站具有建设及运行成本低、装置效率高、易于全自动或半自动化控制等优点。随着国民经济的发展,国家各项调水工程的实施,潜水贯流泵站在国民经济的发展中扮演着越来越重要的角色。特别近年来气候的变化,降水时空分布不均,此类泵站的安全可靠性经历着极大的考验。探讨潜水贯流泵稳定运行范围,揭示其内部不稳定流动的三维非定常现象,确保潜水贯流泵站的安全稳定运行,具有重要的社会价值和现实意义。目前国内外对潜水贯流泵装置定常流动特性的研究已经比较成熟,对非定常流动下的压力脉动研究以数值模拟为主,缺少试验研究结果的验证。本文以某潜水贯流泵泵站为背景,通过数值模拟和模型试验两种研究方法,研究潜水贯流泵装置内部的流动特性和压力脉动特性。通过潜水贯流泵外特性试验,获得了额定转速下的潜水贯流泵的性能曲线,确定其运行的高效区为16L/s...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状及进展
1.2.1 模型试验研究概况
1.2.2 数值模拟研究概况
1.3 本文的研究内容
第二章 泵内流动数值计算方法及压力脉动相关理论
2.1 模型泵装置三维建模与网格划分
2.1.1 模型泵三维建模
2.1.2 网格划分
2.1.3 网格无关性分析
2.2 数值计算方法概述
2.2.1 流动控制方程
2.2.2 湍流模型
2.3 边界条件的设定
2.4 求解控制
2.5 收敛精度的选择
2.6 潜水贯流泵压力脉动的分类
2.7 压力脉动的分析方法
2.7.1 时域法
2.7.2 频域法
2.8 本章小结
第三章 潜水贯流泵装置内外特性研究
3.1 潜水贯流泵装置外特性测试
3.1.1 潜水贯流泵试验台的建立
3.1.2 主泵、辅助泵的介绍
3.1.3 外特性试验仪器和方法
3.1.4 试验不确定度分析
3.2 数值模拟与模型试验的外特性对比与分析
3.3 潜水贯流泵内部流场分析
3.3.1 装置整体流态分析
3.3.2 叶轮的水力性能分析
3.3.3 导叶部分水力性能分析
3.3.4 灯泡段流场分析
3.4 本章小结
第四章 潜水贯流泵压力脉动试验分析
4.1 压力脉动采样频率的确定
4.2 压力脉动监测点位置的选取
4.3 试验设备及采集方法
4.4 试验数据的处理方法
4.5 最优工况下各监测点压力脉动分析
4.5.1 叶轮出口圆周方向
4.5.2 导叶出口圆周方向
4.5.3 泵装置轴向
4.6 不同工况下的压力脉动特性
4.7 本章小结
第五章 潜水贯流泵装置全流道流动非定常模拟
5.1 非定常模拟的设置
5.1.1 湍流模型及离散方程等的设置
5.1.2 初始条件及时间步长
5.1.3 监测点及计算周期的选取
5.2 最优工况下模型试验与非定常计算结果的比较
5.3 最优工况下叶轮内流动分析及压力脉动特性
5.3.1 叶轮内流动分析
5.3.2 叶轮内压力脉动特性
5.4 最优工况下导叶内流动分析及压力脉动特性
5.4.1 导叶内流动分析
5.4.2 导叶内压力脉动特性
5.5 最优工况下灯泡体内流动分析及压力脉动特性
5.5.1 灯泡体内流动分析
5.5.2 灯泡体内压力脉动特性
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的相关科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于雷诺应力模型的高精度分离涡模拟方法[J]. 王圣业,王光学,董义道,邓小刚. 物理学报. 2017(18)
[2]水泵水轮机在水轮机工况下压力脉动特性[J]. 钱忠东,陆杰,郭志伟,张建军. 排灌机械工程学报. 2016(08)
[3]轴伸式出水流道内流场数值模拟分析[J]. 谢荣盛,汤方平,刘超,石丽建,杨帆,张松. 农业机械学报. 2016(08)
[4]前置导叶可调式轴流泵低频压力脉动特性研究[J]. 冯卫民,程千,郭志伟,潘静也. 农业机械学报. 2015(10)
[5]UG软件在建模技术中的应用探讨[J]. 马长辉. 电子技术与软件工程. 2015(11)
[6]轴流泵系统技术创新与发展分析[J]. 刘超. 农业机械学报. 2015(06)
[7]轴流泵水力模型压力脉动和振动特性试验[J]. 张德胜,耿琳琳,施卫东,潘大志,王海宇. 农业机械学报. 2015(06)
[8]淮安市里运河防洪控制工程规划布局研究[J]. 吴昌新. 治淮. 2014(06)
[9]轴流泵多工况压力脉动特性试验[J]. 张德胜,王海宇,施卫东,潘大志,邵佩佩. 农业机械学报. 2014(11)
[10]潜水轴流泵内部流场压力脉动的数值模拟[J]. 张玉新,王秀叶,丁鹏,唐学林. 排灌机械工程学报. 2014(04)
博士论文
[1]离心泵非结构化四面体网格生成及应用研究[D]. 董亮.江苏大学 2012
硕士论文
[1]水泵水轮机多工况条件下压力脉动研究[D]. 郭雷.浙江大学 2016
[2]低扬程潜水贯流泵装置三维流动数值模拟研究[D]. 夏臣智.扬州大学 2015
[3]淮安三站改造后置灯泡贯流泵内部流动特性研究[D]. 仇智.扬州大学 2015
[4]基于UG的叶片建模与检测技术的研究[D]. 翁倩玉.哈尔滨工业大学 2008
[5]卧式前轴伸泵装置的数值模拟及模型试验研究[D]. 陈阿萍.扬州大学 2007
[6]基于SIMPLE算法的三维湍流流场数值模拟方法的研究[D]. 任雄.西北工业大学 2007
[7]双向贯流泵站进出水流道流场数值模拟[D]. 韩丹.河海大学 2005
本文编号：3207437
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状及进展
1.2.1 模型试验研究概况
1.2.2 数值模拟研究概况
1.3 本文的研究内容
第二章 泵内流动数值计算方法及压力脉动相关理论
2.1 模型泵装置三维建模与网格划分
2.1.1 模型泵三维建模
2.1.2 网格划分
2.1.3 网格无关性分析
2.2 数值计算方法概述
2.2.1 流动控制方程
2.2.2 湍流模型
2.3 边界条件的设定
2.4 求解控制
2.5 收敛精度的选择
2.6 潜水贯流泵压力脉动的分类
2.7 压力脉动的分析方法
2.7.1 时域法
2.7.2 频域法
2.8 本章小结
第三章 潜水贯流泵装置内外特性研究
3.1 潜水贯流泵装置外特性测试
3.1.1 潜水贯流泵试验台的建立
3.1.2 主泵、辅助泵的介绍
3.1.3 外特性试验仪器和方法
3.1.4 试验不确定度分析
3.2 数值模拟与模型试验的外特性对比与分析
3.3 潜水贯流泵内部流场分析
3.3.1 装置整体流态分析
3.3.2 叶轮的水力性能分析
3.3.3 导叶部分水力性能分析
3.3.4 灯泡段流场分析
3.4 本章小结
第四章 潜水贯流泵压力脉动试验分析
4.1 压力脉动采样频率的确定
4.2 压力脉动监测点位置的选取
4.3 试验设备及采集方法
4.4 试验数据的处理方法
4.5 最优工况下各监测点压力脉动分析
4.5.1 叶轮出口圆周方向
4.5.2 导叶出口圆周方向
4.5.3 泵装置轴向
4.6 不同工况下的压力脉动特性
4.7 本章小结
第五章 潜水贯流泵装置全流道流动非定常模拟
5.1 非定常模拟的设置
5.1.1 湍流模型及离散方程等的设置
5.1.2 初始条件及时间步长
5.1.3 监测点及计算周期的选取
5.2 最优工况下模型试验与非定常计算结果的比较
5.3 最优工况下叶轮内流动分析及压力脉动特性
5.3.1 叶轮内流动分析
5.3.2 叶轮内压力脉动特性
5.4 最优工况下导叶内流动分析及压力脉动特性
5.4.1 导叶内流动分析
5.4.2 导叶内压力脉动特性
5.5 最优工况下灯泡体内流动分析及压力脉动特性
5.5.1 灯泡体内流动分析
5.5.2 灯泡体内压力脉动特性
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的相关科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于雷诺应力模型的高精度分离涡模拟方法[J]. 王圣业,王光学,董义道,邓小刚. 物理学报. 2017(18)
[2]水泵水轮机在水轮机工况下压力脉动特性[J]. 钱忠东,陆杰,郭志伟,张建军. 排灌机械工程学报. 2016(08)
[3]轴伸式出水流道内流场数值模拟分析[J]. 谢荣盛,汤方平,刘超,石丽建,杨帆,张松. 农业机械学报. 2016(08)
[4]前置导叶可调式轴流泵低频压力脉动特性研究[J]. 冯卫民,程千,郭志伟,潘静也. 农业机械学报. 2015(10)
[5]UG软件在建模技术中的应用探讨[J]. 马长辉. 电子技术与软件工程. 2015(11)
[6]轴流泵系统技术创新与发展分析[J]. 刘超. 农业机械学报. 2015(06)
[7]轴流泵水力模型压力脉动和振动特性试验[J]. 张德胜,耿琳琳,施卫东,潘大志,王海宇. 农业机械学报. 2015(06)
[8]淮安市里运河防洪控制工程规划布局研究[J]. 吴昌新. 治淮. 2014(06)
[9]轴流泵多工况压力脉动特性试验[J]. 张德胜,王海宇,施卫东,潘大志,邵佩佩. 农业机械学报. 2014(11)
[10]潜水轴流泵内部流场压力脉动的数值模拟[J]. 张玉新,王秀叶,丁鹏,唐学林. 排灌机械工程学报. 2014(04)
博士论文
[1]离心泵非结构化四面体网格生成及应用研究[D]. 董亮.江苏大学 2012
硕士论文
[1]水泵水轮机多工况条件下压力脉动研究[D]. 郭雷.浙江大学 2016
[2]低扬程潜水贯流泵装置三维流动数值模拟研究[D]. 夏臣智.扬州大学 2015
[3]淮安三站改造后置灯泡贯流泵内部流动特性研究[D]. 仇智.扬州大学 2015
[4]基于UG的叶片建模与检测技术的研究[D]. 翁倩玉.哈尔滨工业大学 2008
[5]卧式前轴伸泵装置的数值模拟及模型试验研究[D]. 陈阿萍.扬州大学 2007
[6]基于SIMPLE算法的三维湍流流场数值模拟方法的研究[D]. 任雄.西北工业大学 2007
[7]双向贯流泵站进出水流道流场数值模拟[D]. 韩丹.河海大学 2005
本文编号：3207437
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3207437.html
